چین بزرگترین کریستال لیزری جهان را برای تقویت سیستم‌های دفاعی ساخت

پژوهشگران چینی ادعا کرده‌اند که موفق به ساخت بزرگترین کریستال باریم گالیم سلنید (BGSe) جهان شده‌اند. این دستاورد چشمگیر می‌تواند انقلابی در سیستم‌های لیزری برد بلند و فناوری‌های حسگر فروسرخ ایجاد کند و قابلیت‌های دفاعی و ارتباطی را به طرز چشمگیری بهبود بخشد.

این کریستال مصنوعی که توسط محققان مؤسسه علوم فیزیکی هفی وابسته به آکادمی علوم چین توسعه یافته، دارای قطر ۶۰ میلی‌متر است. قابلیت اصلی آن، تبدیل لیزرهای فروسرخ موج‌کوتاه به پرتوهای فروسرخ میانه تا دور است. این طول‌موج‌ها به دلیل توانایی عبور با حداقل افت از جو، برای طی مسافت‌های طولانی بسیار مناسب هستند.

مقاومت بی‌نظیر و کاربردهای نظامی

یکی از ویژگی‌های برجسته این کریستال، توانایی تحمل انرژی لیزری شدید تا ۵۵۰ مگاوات بر سانتی‌مترمربع است. این میزان، تقریباً ۱۰ برابر بیشتر از آستانه آسیب‌پذیری اغلب مواد رده نظامی موجود است. چنین مقاومت بالایی، کریستال BGSe را برای کاربردهای لیزری پرقدرت ایده‌آل می‌سازد؛ کاربردهایی که پیش‌تر به دلیل آسیب‌های داخلی با شکست مواجه می‌شدند.

در سال ۱۹۹۷، در یک آزمایش نیروی دریایی آمریکا، یک لیزر فروسرخ میانه در حین تلاش برای هدف قرار دادن یک ماهواره، دچار آسیب به اجزای داخلی خود شد که نشان‌دهنده نیاز به موادی با مقاومت بالاتر بود.

دهه تلاش و برتری چین

این دستاورد نتیجه بیش از یک دهه تلاش بی‌وقفه محققان چینی است. کریستال BGSe برای اولین بار در سال ۲۰۱۰ توسط دانشمندان چینی کشف شد و از آن زمان به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، توجه محققان حوزه دفاعی در سراسر جهان را به خود جلب کرده است. لازم به ذکر است که تلاش آزمایشگاه‌های غربی برای تولید این ماده در مقیاس بزرگ تاکنون با شکست مواجه شده است.

فرایند پیچیده تولید

تولید کریستالی با این اندازه و پایداری بالا نیازمند دقت بسیار زیادی است. این فرایند شامل مراحل زیر است:

• ترکیب مواد اولیه: آغاز با ترکیب باریم، گالیم و سلنیم با خلوص بالا.
• مهروموم کردن: قرار دادن ترکیبات در لوله‌های کوارتز و مهروموم کردن آن‌ها در شرایط خلأ.
• حرارت‌دهی: حرارت دادن ترکیبات تا دمای ۱٬۰۲۰ درجه سانتی‌گراد در یک کوره برای رسیدن به حالت مذاب.
• سرمایش کنترل‌شده: سرد کردن آهسته ماده در محیطی با کنترل دقیق دما و شرایط، که طی یک ماه به تدریج منجر به شکل‌گیری کریستال می‌شود.

این روش دقیق، امکان تولید کریستال‌های بزرگ و با کیفیت بالا را فراهم می‌آورد که برای کاربردهای پیشرفته لیزری ضروری است.